MGMT啟動子甲基化狀態(tài)與IDH1及1p/19q對腦膠質瘤患者假性進展的診斷價值*

張寶雙 周歡娣② 王國輝② 綜述 薛曉英 審校

腦膠質瘤是中樞神經系統最常見的原發(fā)腫瘤，約占中樞神經系統腫瘤的27%[1]。自術后聯合放化療作為膠質瘤治療的必要手段以來，其預后得到了改善，這也使得治療相關的影像學表現有所增加。MRI的假性進展（pseudoprogression，PSP）影像學特征表現對比增強、范圍擴大等現象，類似早期進展（early progression，EP）的影像學改變，但本質是治療后反應[2]。臨床上將這種在腫瘤非EP情況下MRI表現出的短暫對比增強或范圍增大，伴或不伴T2WI和FLAIR像的異常改變定義為PSP。病理學及影像學隨訪可診斷PSP，但兩者或因顱內標本的可獲得性差，或因影像學隨訪的不及時，均不能滿足臨床及時診斷的需求，成為影響療效的難題，亟需無創(chuàng)且及時的PSP診斷方法。PSP的發(fā)生除與治療有關外，也與腫瘤自身的分子特征，如與MGMT啟動子甲基化、異檸檬酸脫氫酶-1（IDH1）以及1p/19q等有關。本研究將對相關的研究進行梳理，分析MGMT啟動子、IDH1及1p/19q分子標記物在區(qū)分腦膠質瘤PSP與EP中的價值，為精準醫(yī)療提供參考。

1 PSP概述

1.1 PSP的發(fā)生機制及時間

PSP的發(fā)生機制較為復雜，一些假說認為PSP是多種治療因素對腫瘤區(qū)域及其附近的血腦屏障功能造成的破壞，從而會在MRI增強掃描時出現強化影像[3-4]。腦膠質瘤患者放療后PSP發(fā)生的時間尚未形成共識，近期一項研究發(fā)現，PSP發(fā)生的中位時間為放療后1個月[4]。一項納入941例腦膠質瘤患者的研究發(fā)現, PSP發(fā)生的中位時間為放療后6～12個月[5]。由于PSP通常無癥狀，導致影像學隨訪不及時，可能是造成PSP發(fā)生時間報道差異的原因之一。

1.2 PSP的發(fā)生率

關于PSP發(fā)生率的報道相差較大。Chaskis等[6]研究發(fā)現，PSP在腦膠質母細胞瘤（glioblastoma，GBM）患者中的發(fā)生率為6%。而Brandsma等[7]的報道中PSP在GBM中的發(fā)生率高達64%。關于低級別腦膠質瘤患者PSP發(fā)生率也有報道，在van West等[8]的研究中71例低級別膠質瘤患者PSP的發(fā)生率為18.3%。不同研究PSP的發(fā)生率相差較大，Abbasi等[9]認為其原因主要是缺乏統一的PSP評判標準。

1.3 鑒別診斷

PSP現象主要與放射性壞死間的鑒別存在困難，常規(guī)的影像學檢查并不能區(qū)分，只能通過病理學鑒別。放射性壞死與PSP同樣影響著對于EP的診斷，區(qū)分三者的“金標準”仍然是病理學。有研究認為，放射性壞死與PSP的主要區(qū)別在于放射性壞死為不可逆的放射性損傷，而PSP為可逆的放射性損傷[4]。此外PSP與放射性壞死還存在以下的區(qū)別：1）PSP的出現時間較早，多數發(fā)生在放療后6個月內；放射性壞死發(fā)生的時間較晚，多數發(fā)生在放療后12～18個月[10]。2）PSP患者多數無癥狀，無需處理；放射性壞死患者癥狀通常較重，需要更多的類固醇激素干預且必要時需手術[10]。3）在影像學檢查中，放射性壞死通常出現在腦室周圍并且呈多中心結節(jié)狀表現；相比之下，PSP主要在腫瘤術腔周圍形成環(huán)形強化結構[4]。由于PSP與放射性壞死均影響著對于EP的判斷，因此提高對三者的認識，可避免不必要的治療。

2 影像學新技術診斷腦膠質瘤PSP的研究進展

MRI是診斷PSP最常用的方法，常規(guī)的MRI序列很難準確診斷PSP。近年來，更多的研究使用多模態(tài)MRI來提高PSP的診斷。

2.1 擴散加權磁共振成像

擴散加權磁共振成像（diffusion weighted imaging，DWI）可檢測組織內的水分子運動，在DWI中表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）與水分子彌散速度呈正比，而與細胞密度呈反比[11]。腦膠質瘤EP表現為細胞增多，而PSP表現為組織的壞死和炎性水腫，因此EP的ADC值低于PSP的ADC值。一項納入26項研究共900例GBM患者的Meta分析[12]提示，DWI在診斷PSP方面具有較高的性能，敏感度和特異度分別為88%和85%。

2.2 磁共振波譜

磁共振波譜（MR spectrum，MRS）可無創(chuàng)探測細胞代謝產物，如膽堿（Cho）、N-乙酰天門冬氨酸（NAA）及肌酸（Cr）等。腦膠質瘤EP時Cho峰增高，而PSP時Cho峰降低。申小明等[13]研究發(fā)現，腦膠質瘤EP組異常強化區(qū)Cho/Cr值明顯高于PSP組異常強化區(qū)的Cho/Cr值，鑒別EP與PSP的準確性為82.5%。

2.3 MR灌注成像

腫瘤復發(fā)伴隨著血管形成，而腦膠質瘤PSP時僅引起血管通透性改變，故可采用MR灌注成像診斷PSP。PSP時PWI表現為低相對血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）和低相對血流量（relative cerebral blood flow，rCBF），而在EP中表現為高rCBV和高rCBF。一項納入26項研究共900例GBM患者的Meta分析[12]提示，PWI診斷PSP的敏感度和特異度分別為85%和79%。

2.4 PET

腦膠質瘤EP時18F-FDG的攝取量高于PSP，據此診斷PSP的敏感度和特異度均較高[14]。腫瘤細胞生長除需要葡萄糖外，還消耗大量氨基酸。氨基酸代謝PET顯像，如11C-蛋氨酸[15]、18F-氟酪氨酸乙酯[16]等對診斷膠質瘤PSP同樣具有價值。有研究發(fā)現，氨基酸示蹤劑診斷膠質瘤PSP的準確性高于MRI[17]。PET雖敏感度高，但費用較昂貴，未能廣泛用于臨床。

2.5 影像組學

隨著人工智能的發(fā)展，應用影像組學可以從醫(yī)學圖像中提取大量數據。Elshafeey等[18]通過研究MR灌注的放射學特征診斷PSP，發(fā)現該模型在診斷PSP方面具有較高的準確性，為診斷腦膠質瘤PSP提供了新方法。影像基因組學還能對腫瘤mRNA表達情況、腫瘤分子亞型等進行分析。影像組學有望為精準醫(yī)療提供新途徑。

3 分子標記物在診斷腦膠質瘤患者PSP中的價值

由于PSP重要的臨床價值，研究者們不斷探索其他診斷途徑，發(fā)現腦膠質瘤的分子特征，尤其是MGMT啟動子、IDH1、1p/19q等分子狀態(tài)與PSP明顯相關。

3.1 MGMT啟動子診斷PSP的價值

3.1.1 相關性 MGMT啟動子是腦膠質瘤備受關注的分子之一，可為膠質瘤患者預后提供參考[19]。MGMT是一種DNA修復酶，可將O6-甲基鳥嘌呤的甲基轉移至自身半胱氨酸殘基上，以去除DNA鏈中被異常甲基化的鳥嘌呤的氧六位甲基，使DNA損傷得以修復。替莫唑胺（TMZ）抗腫瘤的機制是通過烷基化DNA分子上鳥嘌呤第6位O原子和第7位N原子，發(fā)揮細胞毒性作用[20]。MGMT可修復被TMZ烷基化的腫瘤DNA，從而導致治療失敗。MGMT啟動子甲基化可導致MGMT轉錄的沉默，從而使烷化劑更好地發(fā)揮抗腫瘤作用。因此MGMT啟動子甲基化的腦膠質瘤患者比MGMT啟動子非甲基化者經過TMZ治療后會更有效[21]。

越來越多的研究發(fā)現，MGMT啟動子甲基化的腦膠質瘤患者比MGMT啟動子非甲基化者放化療后更易發(fā)生PSP[22-23]，這可能是由于MGMT啟動子甲基化的患者對放化療更敏感，加重了放療介導的放射性損傷。Park等[24]研究發(fā)現，PSP的發(fā)生率在MGMT啟動子甲基化的腦膠質瘤中為61.5%，高于MGMT啟動子未甲基化者的33.9%（P=0.006）。為進一步證明MGMT啟動子與PSP的關系，Zhou等[23]進行了Meta分析，納入13項研究共536例高級別腦膠質瘤患者，提示MGMT啟動子甲基化在區(qū)分PSP與EP之間具有顯著性相關（OR=4.02，95%CI=2.76～5.87，P＜0.001）。

3.1.2 MGMT啟動子在診斷PSP中的應用 如上所述，MGMT啟動子的甲基化狀態(tài)與PSP相關，但僅靠MGMT啟動子甲基化狀態(tài)尚不足以對PSP進行診斷。有研究將MGMT啟動子甲基化狀態(tài)與影像學技術相結合，在區(qū)分PSP與EP方面進行深入探索。Bani-Sadr等[25]回顧性分析了33例治療后出現早期影像學進展（EP或PSP）的GBM患者，研究MGMT啟動子甲基化狀態(tài)和患者在動態(tài)磁敏感對比增強MRI成像中（MSC-MRI）的rCBV和相對滲透率rK2（relative vessel permeability on K2 maps）的相關特點，發(fā)現PSP與MGMT啟動子甲基化狀態(tài)、rCBV及rK2具有顯著性相關?；趓CBV、rK2及MGMT啟動子甲基化狀態(tài)與EP和PSP的關系，建立以rCBV、rK2及MGMT啟動子甲基化為基礎的聯合診斷模型，將出現影像學進展的33例GBM患者中滿足MGMT啟動子甲基化且rCBV＜1.75的4例患者歸為PSP，將滿足MGMT啟動子未甲基化且rCBV≥1.75的16例患者歸為EP，而在其他13例MGMT啟動子甲基化狀態(tài)與rCBV值相矛盾的患者中（即患者的MGMT啟動子甲基化但rCBV≥1.75，或MGMT啟動子未甲基化但rCBV＜1.75），將rK2≥27的8例患者中的7例及rK2＜27的5例患者中的3例歸為EP，其余3例歸為PSP。按照上述聯合診斷模型區(qū)分EP與PSP時，受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）下面積（area under the curve，AUC）得分為0.94，明顯優(yōu)于單獨利用rCBV≥1.75（AUC=0.82）、rK2≥27（AUC=0.74）和MGMT啟動子甲基化狀態(tài)（AUC=0.77）單一標準的AUC值。將腦膠質瘤患者的MGMT啟動子甲基化狀態(tài)與影像學技術相結合，在區(qū)分PSP與EP中有廣闊的前景，但現有的研究均為回顧性研究，仍需要前瞻性研究進行驗證，同時探索其相應的內在機制，構建更加合理的聯合診斷模型。

3.2 IDH-1基因對PSP的診斷價值

IDH-1基因為三羧酸循環(huán)的限速酶，參與人體的產能過程，其同工酶有3種形式，即IDH-1、IDH-2和IDH-3。IDH基因突變是腦膠質瘤發(fā)生過程中的早期事件，主要發(fā)生在低級別膠質瘤和繼發(fā)性GBM中，其中IDH1突變最為常見（80%～90%），IDH2突變較為少見（約3%），而IDH3突變尚未在膠質瘤中發(fā)現[26]。IDH突變與腦膠質瘤的預后有著密切的關系，IDH突變的膠質瘤患者有更好的總生存期[27]。因此，在2021版世界衛(wèi)生組織（WHO）星形膠質細胞瘤分類中將具有微血管增生、壞死和（或）特定的分子特征，如TERT啟動子突變、EGFR基因擴增和（或）7號染色體擴增/10號染色體缺失的成人IDH野生型彌漫星形膠質細胞瘤診斷為GBM伴IDH野生型；IDH突變的GBM被稱為IDH突變的星形細胞瘤WHO Ⅳ級；所有IDH突變型彌漫性星形細胞腫瘤被認為是同一類型，分為CNS WHO 2、3或4級。

IDH1基因突變與膠質瘤患者PSP的發(fā)生相關，但不同的研究顯示兩者的關聯度差別較大。Li等[28]分析了145例GBM患者，發(fā)現IDH1基因突變的GBM更易發(fā)生PSP（P＜0.001），IDH1診斷PSP的敏感度為34.2%，特異度為97.3%。Zhou等[23]研究的一項Meta分析提示IDH1基因突變在區(qū)分PSP與EP時具有顯著相關性（OR=12.78，95%CI=3.86～42.35，P＜0.001），與Li等[28]研究結果一致。

IDH1突變與PSP的關系同樣存在相反的結果。Mohammadi等[3]對來自4個醫(yī)療機構的多中心研究發(fā)現，IDH1突變的患者發(fā)生PSP的概率更低（P=0.008）。進一步分析發(fā)現9例患者（1例IDH1突變型和8例IDH1野生型）診斷為EP，17例（3例IDH1突變型和14例IDH1野生型）診斷為PSP（P=0.004）；在出現影像學進展的26例患者中，IDH1突變的患者中PSP占影像學進展的75%（3/4），IDH1野生型患者中PSP占影像學進展的63.6%（14/22），兩者比較差異無統計學意義（P=0.496）。上述結果表明，無論GBM的何種亞型，在完成放療后的90 d內，PSP的發(fā)生比EP更有可能性，盡管PSP的發(fā)生率在IDH1突變患者中絕對值更低，但相似的相對PSP發(fā)生率被證明繼續(xù)當前的輔助治療是有意義的，尤其是IDH1突變的患者；因此在放療結束后的90 d內若懷疑IDH1突變的腦膠質瘤患者出現影像學進展，應當繼續(xù)當前的輔助治療。Lin等[29]的研究與上述研究結果相似。關于IDH1突變與PSP發(fā)生之間的關系尚不確定，但較為肯定的是IDH1基因狀態(tài)對PSP的發(fā)生存在一定的影響，仍需更多的研究探索其內在機制，從而更好地指導臨床工作中對PSP的診斷。

3.3 1p/19q基因對PSP的診斷價值

1p/19q聯合性缺失主要發(fā)生在低級別和間變性的腦膠質瘤中，是少突膠質細胞瘤（oligodendrogliomas，OG）與星形細胞瘤（oligoastrocytomas，OA）鑒別的主要依據。研究顯示，伴有1p/19q聯合性缺失的腦膠質瘤患者對放療及化療較敏感，因此1p/19q聯合性缺失可作為提前判斷腦膠質瘤療效的標準之一[30]。

腦膠質瘤患者PSP的發(fā)生與其1p/19q聯合性缺失與否相關。Lin等[29]的一項納入143例OG和混合少突星形細胞瘤（mixed oligoastrocytomas，MOA）患者的研究發(fā)現，PSP的發(fā)生率在1p/19q非缺失的患者中比1p/19q聯合性缺失患者更高（27% vs. 8%），其診斷PSP的敏感度為60%，特異度為67%。該研究認為1p/19q非缺失的OG和MOA患者在放療后的6個月內出現影像學進展時主要為PSP。目前關于1p/19q基因與PSP發(fā)生關系的研究有限，為了更好地發(fā)揮1p/19q基因在診斷PSP中的作用，仍需更多的研究。

4 結語

MGMT啟動子甲基化狀態(tài)、IDHl基因類型、1p/19q基因缺失情況對鑒別PSP與EP有潛在的價值，多種分子特征與PSP和EP等影像學改變關系的研究越來越多地成為關注的熱點。隨著對腦膠質瘤分子特征認識的逐漸深入，以及臨床醫(yī)師對腦膠質瘤患者PSP現象的不斷了解，將分子標記物與影像組學技術結合，建立聯合的預測和鑒別模型有望成為區(qū)別PSP與EP的有效手段，但要真正應用于臨床仍有很多的問題需要解決。